幹細胞研究と治療のジャーナル

概要

さまざまな分化条件下でのヒト脂肪間質細胞の肝細胞様細胞への化学的誘導

コロナド・ラモン、ソマラキ＝コーミエ・マリア、ナテサン・シャンムガスンダラム、クリスティ・ロバート、オン・ジュ、ハーフフ・グレン

背景：移植用のドナー肝臓の不足により、末期肝疾患の治療において全臓器移植の代替手段として細胞療法への関心が高まっています。細胞ベースの治療では、これまで初代ヒト肝細胞が使用されてきました。しかし、肝細胞はin vitroでは増殖しないため、移植を成功させるのに十分な細胞を増殖させることは困難です。代用として、肝細胞様細胞に分化した肝細胞様脂肪由来間葉系間質/幹細胞（ASC）を使用することが多くの人から提案されています。ここでは、これらの細胞が初代肝細胞の形態と機能にどの程度似ているかを評価します。
方法：ヒトASCを脂肪吸引物から機械的に分離しました。ASCの幹細胞としての性質は、フローサイトメトリーと、骨細胞、脂肪細胞、軟骨細胞への3系統分化を使用して特徴付けられました。ASCは、成長因子と小分子の組み合わせを含むさまざまなプロトコルを使用して培養され、肝細胞様細胞に分化しました。一次 ASC はin vitro で急速に接着して増殖し、均質な紡錘状の細胞単層を形成しました。間葉系幹細胞は、マーカー CD73、CD90、CD271、CD44、CD166、CD105 の高発現を示し、骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞に分化しました。ASC は I 型コラーゲンでコーティングしたプレートで培養し、5 つの異なるプロトコルを使用して肝細胞様細胞に分化しました。
結果:プロトコル C (FGF4 で誘導し、HGF、ITSPre、Dex、OncM、2% 血清で成熟) を使用して肝細胞様細胞に分化した ASC は、立方体の形態を示しました。生物活性アッセイでは、尿素を合成し、LDL を取り込み、グルコースを代謝する能力が実証されました。これらはすべて肝細胞の主要な特性であり、未分化 ASC には存在しません。遺伝子発現解析では、TDO2、ALB、HNF1B1、HNF6b、HNF4a、AFPなど、肝機能に重要な役割を果たすことが知られているいくつかの遺伝子の発現も示されました。しかし、本研究で得られた最良の肝細胞様誘導ASCでさえ、初代ヒト肝細胞と比較して肝細胞関連遺伝子発現レベルが大幅に劣っていました。
結論： ASCを肝細胞様細胞に分化させることに成功しました。プロトコルCは、初代肝細胞に典型的に見られる形態と機能に基づいて最良の肝細胞様細胞を生成しました。結果にはいくらかの肝細胞関連機能が示されましたが、肝細胞様細胞の生物活性と遺伝子発現の比較は、初代ヒト肝細胞のそれらよりも大幅に低く、分化した肝細胞様ASCを肝細胞の代替として使用することを検討する際には注意が必要であることを示唆しています。肝細胞様ASCの機能能力と、どの特定の代謝機能が治療用途を提供できる可能性があるかをよりよく理解するには、さらなる研究が必要です。